2026版创新设计高考总复习物理(人教基础版)课时跟踪练-实验三　探究两个互成角度的力的合成规律

实验三探究两个互成角度的力的合成规律(分值:35分)温馨提示:此系列题卡,非选择题每空2分,分值不同题空另行标注1.(6分)(2025·新疆乌鲁木齐高三联考)“验证力的平行四边形定则”的实验如下。(1)某同学实验操作步骤如下:①如图甲所示,把橡皮条的一端固定在板上的A点,两条细绳连接在橡皮条的另一端,通过细绳用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条,橡皮条伸长,使结点位于O点,用铅笔记下O点的位置,并记下两个弹簧测力计的读数;②如图乙所示,在纸上按比例作出两个力FOB、FOC的图示,用平行四边形定则求出合力F;③如图丙所示,只用一个弹簧测力计,通过细绳把橡皮条上的结点拉到同样的位置O点,记下弹簧测力计的读数和细绳的方向,按同样比例作出这个力F'的图示(如图乙),比较F'与用平行四边形定则求得的合力F;④改变FOB和FOC的夹角和大小,重复上述过程。上述实验过程中有重要遗漏的步骤是(填步骤序号);图乙中,(选填“F'”或“F”)与AO延长线重合。

(2)某同学认为在实验过程中必须注意以下几项,你认为正确的有。

A.拉橡皮条的细绳适当长一些B.实验中把橡皮条结点拉到O点时,两弹簧测力计之间的夹角为90°不变,可便于计算合力C.拉橡皮条时,细绳和弹簧测力计应贴近且平行于木板D.两条细绳必须等长,且橡皮条应与两细绳夹角的平分线在同一直线上2.(6分)(2025·黑龙江哈尔滨高三开学考试)一个实验小组在“验证力的平行四边形定则”的实验中,某同学的实验情况如图所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳。(1)本实验中,采取下列哪些方法和步骤可以减小实验误差。

A.两个分力F1、F2的夹角尽量小些B.两个分力F1、F2大小要适当大些C.拉橡皮条的细绳要稍短一些D.实验中,弹簧测力计必须与木板平行,读数时视线要正对弹簧测力计刻度(2)为了完成实验,在用两个完全相同的弹簧测力计成一定角度拉橡皮条时,除了记录结点O位置外,还必须记录的有。

A.两细绳的方向 B.橡皮条的原长C.两弹簧测力计的示数 D.两细绳的夹角(3)图中,使OC绳拉力F2大小不变、方向沿顺时针转过一较小角度,为了使结点位置不变,则OB绳上拉力F1的大小和方向应如何变化。

A.一定沿顺时针转动 B.一定沿逆时针转动C.一定变大 D.一定变小3.(8分)(2025·贵州六盘水高三模拟)小张同学在探究合力与分力的关系时,进行了如下操作:(1)实验记录纸如图甲所示,O点为橡皮条被拉伸后结点的位置,两弹簧测力计共同作用时,拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点;一个弹簧测力计拉橡皮条时,拉力F3的方向过P3点。并分别记录三个力的大小为F1=3.30N、F2=3.85N和F3=4.25N。请选择合适的标度在图中作出F1、F2和F3的图示,(2分)并以F1和F2为邻边,作平行四边形,得到对角线可表示合力的大小F合为N。

(2)仔细分析实验,小张怀疑实验中的橡皮条被多次拉伸后弹性发生了变化,影响实验结果。他用弹簧测力计先后两次将橡皮条拉伸到相同长度,发现读数不相同,于是进一步探究了拉伸过程对橡皮条弹性的影响。实验装置如图乙所示,将一张白纸固定在竖直放置的木板上,橡皮条的上端固定于O点,下端N挂一重物。用与白纸平行的水平力缓慢地拉动N,在白纸上记录下N的轨迹。重复上述过程,再次记录下N的轨迹。两次实验记录的轨迹如图丙所示。过O点作一条直线与轨迹交于a、b两点,则实验中橡皮条分别被拉伸到a和b时所受水平拉力的大小关系为FaFb(选填“大于”“等于”或“小于”)。

(3)根据(2)中的实验,可以得出的实验结果有(选填选项前的字母)。

A.橡皮条的长度与受到的拉力成正比B.两次受到的拉力相同时,橡皮条第2次的长度较长C.两次被拉伸到相同长度时,橡皮条第2次受到的拉力较大D.橡皮条拉伸次数越多、拉伸量越大,橡皮条发生相同的形变量所需的力越小4.(6分)(2025·广东省南粤名校高三联考)某同学用电子秤、水瓶、细线、墙钉和白纸等物品。在家中“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验,实验步骤如下:①用电子秤测量3个水瓶的重量FA、FB、FC,在墙面上贴上白纸,固定两个墙钉P、Q,将3根细线一端打结,结点为O,其中两根细线跨过墙钉,3根细线下端挂上水瓶,如图甲;②等3个水瓶处于静止时,在白纸上记下结点O的位置,且记录3根细线的方向;③在白纸上按一定的标度作出拉力FA、FB、FC的图示,根据平行四边形定则作出FA、FB的合力F的图示,如图乙。回答下面问题:(1)该实验采用的科学方法是:。

(2)∠POQ<90°,缓慢增大FB,要保持细线OP方向不变,下面方法可行的是。

A.保持FC不变,缓慢减小FAB.保持FC不变,缓慢增大FAC.保持FA不变,缓慢减小FCD.保持FA不变,缓慢增大FC(3)若,两个互成角度的力的合成满足平行四边形定则。

5.(4分)(2025·福建师范大学附属中学月考)某学校实验小组设计了一个“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验,装置如图甲所示,在竖直放置的木板上部附近两侧,固定两个力传感器,同一高度放置两个可以移动的定滑轮,两根细绳跨过定滑轮分别与两力传感器连接,在两细绳连接的结点O下方悬挂钩码,力传感器1、2的示数分别为F1、F2,调节两个定滑轮的位置可以改变两细绳间的夹角。实验中使用若干相同的钩码,每个钩码质量均为100g,重力加速度g=9.8m/s2。(1)关于实验,下列说法正确的是。

A.实验开始前,需要调节木板使其位于竖直平面内B.每次实验都必须保证结点位于O点C.实验时需要记录钩码数量、两力传感器的示数和三根细绳的方向D.实验时还需要用一个力传感器单独测量悬挂于O点的钩码受到的总重力(2)根据某次实验得到的数据,该同学已经按照力的图示的要求画出了F1、F2,如图乙所示,请你作图得到F1、F2的合力F(只作图,不求大小),并写出该合力不完全竖直的一种可能原因

。

6.(5分)(2025·四川省树德中学开学考试)某兴趣小组的同学为了验证“两个互成角度的力的合成规律”,设计了一个实验方案,在圆形桌子桌面上平铺一张白纸,在桌子边缘安装三个光滑的滑轮(滑轮上侧所在平面与桌面平行),滑轮P1固定,滑轮P2、P3可沿桌边移动,如图所示。可供选择的实验器材有:刻度尺、三角板、铅笔、白纸、一根橡皮条、三根细线、质量相同的钩码若干。部分实验操作步骤如下:①将橡皮条中央处和两端点分别与三根细线相连;②将连在橡皮条中央的细线跨过固定滑轮P1,连接橡皮条两端点的细线跨过可动滑轮P2、P3;③在三根细线的下端分别挂上一定数量的钩码,使连在橡皮条中央的细线与橡皮条的结点O静止。(1)为完成本实验,下列物理量必须测量或记录的是(填选项前字母)。

A.橡皮条的原长 B.两端橡皮条伸长后的长度C.钩码的质量 D.三根细线所挂钩码的个数(2)在完成本实验的过程中,下列操作或描述正确的是(填选项前字母)。

A.连接橡皮条两端